Producir objetos de vidrio mediante impresión 3D no es fácil. Solo unos pocos grupos de investigadores de todo el mundo han intentado producir vidrio utilizando métodos aditivos. Algunos han fabricado objetos mediante la impresión de vidrio fundido, pero la desventaja es que esto requiere temperaturas extremadamente altas yEquipos resistentes al calor. Otros han utilizado partículas cerámicas en polvo que se pueden imprimir a temperatura ambiente y luego sinterizar para crear vidrio; sin embargo, los objetos producidos de esta manera no son muy complejos.
Investigadores de ETH Zurich han utilizado ahora una nueva técnica para producir objetos de vidrio complejos con impresión 3D. El método se basa en la estereolitografía, una de las primeras técnicas de impresión 3D desarrolladas durante la década de 1980. David Moore, Lorenzo Barbera y Kunal Masania enel grupo de Materiales Complejos dirigido por el procesador de ETH André Studart ha desarrollado una resina especial que contiene un plástico y moléculas orgánicas a las que se unen los precursores de vidrio. Los investigadores informaron sus resultados en el último número de la revista materiales naturales .
Luz utilizada para "hacer crecer" objetos
La resina se puede procesar usando tecnología de procesamiento de luz digital disponible comercialmente. Esto implica irradiar la resina con patrones de luz ultravioleta. Dondequiera que la luz incida sobre la resina, se endurece porque los componentes sensibles a la luz de la resina de polímero se entrecruzan en los puntos expuestos.Los monómeros plásticos se combinan para formar una estructura en forma de laberinto, creando el polímero. Las moléculas que contienen cerámica llenan los intersticios de este laberinto.
Por lo tanto, un objeto puede construirse capa por capa. Los investigadores pueden cambiar varios parámetros en cada capa, incluido el tamaño de los poros: la intensidad de luz débil da como resultado poros grandes; la iluminación intensa produce poros pequeños ". Descubrimos eso por accidente, peropuede usar esto para influir directamente en el tamaño de los poros del objeto impreso ", dice Masania.
Los investigadores también pueden modificar la microestructura, capa por capa, mezclando sílice con borato o fosfato y añadiéndola a la resina. Los objetos complejos pueden fabricarse con diferentes tipos de vidrio, o incluso combinarse en el mismo objeto utilizando eltécnica.
Los investigadores luego disparan el blanco producido de esta manera a dos temperaturas diferentes: a 600 ° C para quemar la estructura del polímero y luego a alrededor de 1000 ° C para densificar la estructura cerámica en vidrio. Durante el proceso de cocción, los objetos se encogensignificativamente, pero se vuelve transparente y duro como el vidrio de una ventana.
Solicitud de patente presentada
Estos objetos de vidrio impresos en 3D aún no son más grandes que un troquel. Los objetos de vidrio grandes, como botellas, vasos para beber o cristales de ventanas, no se pueden producir de esta manera, lo que en realidad no era el objetivo del proyecto, enfatiza Masania..
El objetivo era más bien demostrar la viabilidad de producir objetos de vidrio de geometría compleja utilizando un proceso de impresión 3D. Sin embargo, la nueva tecnología no es solo un truco. Los investigadores solicitaron una patente y actualmente están negociando con un importante distribuidor suizo de cristalería.que quiere utilizar la tecnología en su empresa.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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